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JPS6335082B2 - - Google Patents
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JPS6335082B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6335082B2
JPS6335082B2 JP56153645A JP15364581A JPS6335082B2 JP S6335082 B2 JPS6335082 B2 JP S6335082B2 JP 56153645 A JP56153645 A JP 56153645A JP 15364581 A JP15364581 A JP 15364581A JP S6335082 B2 JPS6335082 B2 JP S6335082B2
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JP
Japan
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resistor
metallizing
alumina
ceramic
metal
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JP56153645A
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Japanese (ja)
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Kanemasa Sato
Sadayasu Ueno
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/10Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
    • G01P5/12Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば内燃機関の吸入空気流量検
出に好適な熱線式流量計用発熱抵抗体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heating resistor for a hot wire flowmeter suitable for detecting the intake air flow rate of an internal combustion engine, for example.

従来、熱線式流量計用発熱抵抗体は、両端にリ
ードを有するアルミナパイプホビンに白金の細線
を巻線する構造からなつていた。しかしφ50μ以
下の細線の等ピツチ巻する巻線装置が市販されて
いないことから、巻線作業は自家製作を余儀なく
され、端末の点溶接装置と一体となつた装置を生
産数量に合わせて開発していく必要があつた。ま
た、巻線が白金の細線であることから、巻線位置
決めのための口金は内径部が異常に小さく、超硬
などを作つても摩耗が激しく、頻繁に交換を要し
た。
Conventionally, a heating resistor for a hot wire flowmeter has a structure in which a thin platinum wire is wound around an alumina pipe hobbin having leads at both ends. However, since there is no winding device on the market that can evenly wind thin wires with a diameter of 50μ or less, the winding work had to be made in-house, and a device integrated with a terminal spot welding device was developed to match the production volume. I needed to go. Furthermore, since the winding wire is made of thin platinum wire, the inner diameter of the base for positioning the winding wire is abnormally small, and even if it is made of carbide, it wears heavily and requires frequent replacement.

一方、白金細線はφ6μから六十回以上のダイス
引出しにより作られるため、その大半が加工費で
ある。このため、重量3mgの材料費にほぼ近い原
価構成にする必要があり、そこで、アルミナパイ
プホビンの表面に白金の厚膜を形成する方法が考
え出された。
On the other hand, thin platinum wire is made from a diameter of 6μ by drawing a die more than 60 times, so most of the cost is processing costs. Therefore, it was necessary to have a cost structure that was close to the material cost for a material weighing 3 mg, so a method was devised to form a thick platinum film on the surface of the alumina pipe hobbin.

厚膜は予めバインダを配合た白金厚膜ペースト
撹拌液中にボビンごとデイツプして乾燥焼成して
形成し、着膜した白金厚膜層をレーザでスパイラ
ル状にトリミングして所要の抵抗値を得る。この
サンプルを300℃に自己加熱させ、電源を4秒
ON、4秒OFFのサイクルテストを継続すると5
万サイクル前後で、流速Q(Kg/H)に対する出
力電圧V0(V)の変化がΔQ/Qに換算して15%
以上であることが判明した。しかし流量計として
は自動車の10万Km走行耐久テスト前後の変化で±
3%以下が許容値とされている。
The thick film is formed by dipping the bobbin in a platinum thick film paste stirred solution containing a binder in advance, drying and baking, and trimming the deposited platinum thick film layer in a spiral shape with a laser to obtain the required resistance value. . Let this sample self-heat to 300℃ and turn on the power for 4 seconds.
If you continue the cycle test of ON, 4 seconds OFF, 5
After 10,000 cycles, the change in output voltage V 0 (V) with respect to flow rate Q (Kg/H) is 15% in terms of ΔQ/Q.
It turns out that this is all. However, as a flow meter, the change before and after the 100,000 km driving durability test of a car is ±
The permissible value is 3% or less.

このような変化の要因として、白金の厚膜とア
ルミナの接合部間で互いの膨脹係数の差(アルミ
ナ7.7×10-6、白金8.9×10-6)が結合力を弱め白
金粒子の内部歪を促進せしめ抵抗値を変化せしめ
ると考えられる。また、白金の厚膜は10μ〜20μ
に厚く着膜されるが焼成後は緻密な膜は得られず
白金層に割れが入り電流はそのランドからランド
への架橋路を通つて流れる。このような割れは温
度の変化による白金自身の膨張収縮により変化す
ることが考えられ、電流の流れによるイオンの移
動は、さらに微妙な継時変化の要因とされる。
The reason for this change is the difference in expansion coefficients between the thick platinum film and alumina joint (7.7×10 -6 for alumina and 8.9×10 -6 for platinum), which weakens the bonding force and causes internal strain in the platinum particles. It is thought that this promotes the change in resistance value. In addition, the platinum thick film is 10μ to 20μ
Although a thick film is deposited on the platinum layer, a dense film is not obtained after firing, and cracks appear in the platinum layer, allowing current to flow through the bridge path from land to land. It is thought that such cracks change due to the expansion and contraction of platinum itself due to changes in temperature, and the movement of ions due to the flow of current is considered to be a cause of even more subtle changes over time.

さらに、レーザによる抵抗のトリミングにおい
て、厚膜抵抗体をつきやぶつたレーザのエネルギ
ーはアルミナ表面に達しアルミナに切り込み溝を
形成し、ボビンの60Gに達しる振動荷重に耐えら
れない程の強度低下をきたしていた。
Furthermore, when trimming a resistor using a laser, the energy of the laser that hits the thick film resistor reaches the alumina surface and forms a groove in the alumina, reducing its strength to the extent that it cannot withstand the vibration load of the bobbin reaching 60G. It was causing a problem.

本発明の目的は、加工工数が少なく、また安価
で流量センサエレメントとして継時変化が少な
く、振動などの機械的外力に対しても十分耐え得
る熱線式流量計用発熱抵抗体を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a heating resistor for a hot-wire flowmeter that requires fewer processing steps, is inexpensive, has little change over time as a flow rate sensor element, and has sufficient resistance to external mechanical forces such as vibrations. .

以下本発明を詳細に説明する。アルミナパイプ
と、その表面に形成せられる抵抗体の接合強度を
メタライズ層によつて向上せしめメタライズ層上
に抵抗体を形成せしめて、各接合材料同志の密着
性をよくして緻密な抵抗体の膜を得る。セラミツ
クと接合する材料との間のメタライズの最適条件
とは、熱膨張係数が互いにほぼ近似していて、メ
タライジング材料の方が約10%以内で大きくセラ
ミツクに常時圧縮力が加わるような組合せが望ま
しい。この理由は、一般にセラミツクの圧縮強度
が引張強度に対して約10倍以上有するからであ
る。次にセラミツクスはアルミナに限定せず、メ
タライジング材料との間で互いに濡れ性のよい、
なじみのよい材料を選択して組合わせるとよい。
このようにしてこれらの材料同志の接合部での拡
散を促進せしめて接合強度を向上せしめる。
The present invention will be explained in detail below. The bonding strength between the alumina pipe and the resistor formed on its surface is improved by the metallized layer, and the resistor is formed on the metallized layer to improve the adhesion between each bonding material and form a dense resistor. Obtain a membrane. The optimal conditions for metallization between the ceramic and the material to be bonded are such that the coefficients of thermal expansion are approximately similar to each other, and the metallized material has a larger compressive force within about 10%, which constantly applies compressive force to the ceramic. desirable. The reason for this is that the compressive strength of ceramics is generally about 10 times higher than its tensile strength. Next, ceramics are not limited to alumina, but also have good wettability with metallizing materials.
It is best to select and combine materials that are compatible with each other.
In this way, the diffusion of these materials at the joint is promoted and the joint strength is improved.

メタライジング材料としては酸化金属あるいは
無機質材料とする。メタライジング材料の電気抵
抗は大きくし、抵抗体はこのメタライジンング材
料上に着膜形成して緻密で安定な抵抗層を得るよ
うにする。この場合、メタライジング層は抵抗体
層のみをレーザカツテイングするトリミングにお
いて余剰のレーザエネルギーを吸収しセラミツク
に有害な傷を与えなあ防護壁となる。抵抗体はメ
タライジング材料との接合条件の最適なものを選
択できるが、たとえば温度係数、膨張係数の比較
的小さい白金、、比較的大きいNi,Cuなどがあげ
られる。白金は化学的に安定である。
The metallizing material is a metal oxide or an inorganic material. The electrical resistance of the metallizing material is made large, and the resistor is deposited on the metallizing material to obtain a dense and stable resistance layer. In this case, the metallizing layer absorbs excess laser energy during laser cutting of only the resistor layer and serves as a protective wall to prevent harmful damage to the ceramic. The resistor can be selected based on the optimal bonding conditions with the metallizing material, such as platinum, which has a relatively small temperature coefficient and expansion coefficient, and Ni, Cu, which has a relatively large coefficient of expansion. Platinum is chemically stable.

一方抵抗体が酸化しないよう還元性雰囲気ある
いは不活性ガス雰囲気中で作業をすることが要求
されるがNiやCuは比較的安価であり、温度係数
が大きい点で有利である。
On the other hand, it is necessary to work in a reducing atmosphere or an inert gas atmosphere to prevent the resistor from oxidizing, but Ni and Cu are advantageous in that they are relatively inexpensive and have a large temperature coefficient.

母材のセラミツク材料としては膨張係数の大き
い順にマグネシア、ホルステライト、ベリリア、
ステアタイト、アルミナ、ジルコニア、スピネ
ル、ムライトなどがあげられ、メタライズ材料と
してはFeNiCu合金、Nb,Ti,Ta,Mo,Wな
どがあげられるが接合には金属の酸化、濡れ、吸
着、拡散などの複雑な過程が関係するので、相性
を考慮して選択組合せることが必要となる。
Ceramic base materials include magnesia, holsterite, beryllia, and
Steatite, alumina, zirconia, spinel, mullite, etc. are listed, and metallizing materials include FeNiCu alloy, Nb, Ti, Ta, Mo, W, etc., but bonding requires metal oxidation, wetting, adsorption, diffusion, etc. Since complex processes are involved, it is necessary to select and combine them in consideration of their compatibility.

メタライジング処理法として高融点金属法があ
る。メタライジング組成としては、Mo,MoO3
W,WO3,Mo―Mn,Mo―Mn―Ti,Mo―
SiO2,Mo―MoO2―TiO2,MoO2―Mn―Ti,
Mo―SiO2,W―MnO2―TiO2―SiO2,W―Re―
MnO2―TiO2などがあげられる。メタライジング
接合機構の一例を説明すると、メタライジング時
の加湿フオーミングガス中において、メタライジ
ング層中のMnの一部、特に表面は次の反応によ
りMnOとなる。
There is a high melting point metal method as a metallizing treatment method. The metallizing composition includes Mo, MoO 3 ,
W, WO 3 , Mo―Mn, Mo―Mn―Ti, Mo―
SiO 2 , Mo―MoO 2 ―TiO 2 , MoO 2 ―Mn―Ti,
Mo―SiO 2 , W―MnO 2 ―TiO 2 ―SiO 2 , W―Re―
Examples include MnO 2 -TiO 2 . To explain an example of the metallizing bonding mechanism, in the humidified forming gas during metallizing, a part of Mn in the metallizing layer, especially the surface, becomes MnO by the following reaction.

Mn+H2O→MnO+H2 このMnOはアルミナセラミツクス中のガラス
相と接触し、その中に溶け込む。ガラス相は流動
しやすくなり、焼結が進行しているメタライジン
グ層の空隙部に進入して、アルミナセラミツクス
とメタライジング層を結合させる。また同時に
MnOはAl2O3と反応しMnO・Al2O3を形成し、中
間層となる。Mo,Mnの表面は加湿ガスフオー
ミングガス中において、わずかに酸化されてお
り、ガラス相によく濡れる状態となり、また、
Mo,Mn表面の酸化物が侵入してきたガラス相
に溶け込んで完全に接合する。さらに抵抗体とし
てNiを化学メツキなどで着膜し、キユアすると
キユア時の加熱温度により未だ残つているメタラ
イジング層の空隙部にNiがMo,Mnと相互拡散
して完全な接合が行なわれる。メタライジング
は、蒸着、イオンプレーテイング、スパツタ、な
どの真空処理法によつて処理可能である。一例を
説明すると、メタライジング前にセラミツクスの
表面をダイヤモンド粉末で研磨し、水洗した後
1000℃で空気焼きして清浄化する。
Mn + H 2 O → MnO + H 2This MnO comes into contact with the glass phase in the alumina ceramics and dissolves into it. The glass phase becomes more fluid and enters the voids in the metallizing layer where sintering is progressing, bonding the alumina ceramics and the metallizing layer. Also at the same time
MnO reacts with Al 2 O 3 to form MnO.Al 2 O 3 and becomes an intermediate layer. The surfaces of Mo and Mn are slightly oxidized in the humidifying gas forming gas, and are well wetted by the glass phase.
The oxides on the Mo and Mn surfaces dissolve into the invading glass phase and form a complete bond. Furthermore, a film of Ni is deposited as a resistor by chemical plating, etc., and when cured, the heating temperature during curing causes Ni to interdiffuse with Mo and Mn into the voids of the metallizing layer that still remain, resulting in complete bonding. Metallizing can be performed by vacuum processing methods such as vapor deposition, ion plating, and sputtering. For example, before metallizing, the surface of ceramics is polished with diamond powder, and then washed with water.
Clean by air baking at 1000℃.

更に、その後プラズマアーク処理により清浄化
する。このセラミツクス材料を5×10-6Torr以
下の真空中において、セラミツクス基板を抵抗炉
により500〜1000℃に加熱する。その上にMoを
10μm程度蒸着する。メタライジングされたセラ
ミツクス上にはNiなどをメツキして抵抗体を形
成するか、金属ロー材を介して金属抵抗体を接合
することもできる。次のメタライジング処理法と
して溶射がある。溶射の機構によつて炎溶射法、
プラズマ溶射法、爆裂溶射法、線爆発溶射法など
があるが、金属、酸化物、炭化物、ケイ化物など
溶かして基板上に吹き付け一様な皮膜を形成させ
る。また、金属ソルダー、酸化物ソルダーを使用
する方法がある。金属ソルダーを使用する方法
は、各種金属ソルダーをセラミツクスと金属との
間にはさみ、空気中、不活性ガス中、還元雰囲気
中あるいは真空中において加熱し、金属ソルダー
を溶融させ結合する。金属ソルダーとしては、 (1) インジユウム及びインジユウム合金 (2) アルミニウム (3) Pb―Sn―Zn―Sb系合金 (4) Ti―Ni,Ti―Cu,Zr―Ni,Zr―Cuがある。
Furthermore, it is then cleaned by plasma arc treatment. This ceramic material is placed in a vacuum of 5×10 -6 Torr or less, and the ceramic substrate is heated to 500 to 1000° C. in a resistance furnace. Mo on top of that
Deposit about 10μm. It is also possible to form a resistor by plating Ni or the like on the metallized ceramics, or to join a metal resistor through a metal brazing material. The next metallizing treatment method is thermal spraying. Flame spraying method, depending on the mechanism of thermal spraying.
There are plasma spraying methods, explosion spraying methods, line explosion spraying methods, etc., which involve melting metals, oxides, carbides, silicides, etc. and spraying them onto a substrate to form a uniform film. There is also a method of using metal solder or oxide solder. In the method using metal solder, various types of metal solder are sandwiched between ceramics and metal, and heated in air, inert gas, reducing atmosphere, or vacuum to melt and bond the metal solder. Metal solders include (1) indium and indium alloys (2) aluminum (3) Pb-Sn-Zn-Sb alloys (4) Ti-Ni, Ti-Cu, Zr-Ni, and Zr-Cu.

ここで(4)について詳しく述べると、Ti,Zrな
どと比較的低融点の合金を作るNi,Cuとをセラ
ミツクスと金属との間に挿入し、真空中または不
活性ガス中で1回の加熱操作により結合する。
Ti,Znの代りにこれらの水素化合物であるTiH,
ZrHなどを使用する場合もある。Ti―Niソルダ
を用いアルミナとNiを接合する場合は、次のよ
うな過程を経るものとされている。接合操作の加
熱時にTi,Niがソルダーとアルミナとの界面付
近に集合し、第1図に示すように、アルミナ側に
はTiが選択吸収される。第1図はTi―Niソルダ
ーを用いてアルミナにNiをつけた状態をXMAで
分析した元素分析図である。このTiはアルミナ
中に拡散、反応する。特にアルミナセラミツクス
中に少量含有されているSiO2とTiが反応しSiO2
が還元されるとともにTiO2,TiO,Ti2O2などが
生成される。Ti,Si、これらの酸化物は相互に
拡散、反応して界面部に中間層が形成され、気密
で機械にも安定な接合体が構成される。酸化物を
ソルダーとして用い、同様にこのソルダーをセラ
ミツクスと金属との間に挿入し加熱処理して接合
する方法である。接合時の雰囲気は高温の場合、
封着金属の過酸化防止のため不活性、還元雰囲気
または真空中で行なわれる。酸化物ソルダには接
合後非晶質であるか結晶質であるかにより分類さ
れるが、特に高耐熱性結晶質ソルダとしてはCaO
―Al2O3―MgO―B2O3系、CaO―Al2O3―MgO
―SiO2系などがある。これらのソルダによる接
合は板状セラミツクスへのメタライジングに最適
となる。なお第2図は酸化物ソルダを介してアル
ミナにNbを着膜接合した状態をXMAで分析し
た元素分析図を示すものである。
To explain (4) in detail here, Ni and Cu, which form alloys with relatively low melting points such as Ti and Zr, are inserted between the ceramic and the metal, and heated once in vacuum or inert gas. Combine by operation.
These hydrogen compounds TiH, instead of Ti and Zn,
ZrH etc. may also be used. When joining alumina and Ni using Ti--Ni solder, the following process is considered to occur. During heating during the bonding operation, Ti and Ni gather near the interface between the solder and alumina, and as shown in Figure 1, Ti is selectively absorbed on the alumina side. Figure 1 is an elemental analysis diagram obtained by XMA analysis of Ni attached to alumina using Ti-Ni solder. This Ti diffuses into alumina and reacts. In particular, SiO 2 contained in a small amount in alumina ceramics and Ti react to form SiO 2
is reduced, and TiO 2 , TiO, Ti 2 O 2 , etc. are generated. Ti, Si, and their oxides diffuse and react with each other to form an intermediate layer at the interface, forming an airtight and mechanically stable bonded body. This is a method in which an oxide is used as a solder, and the solder is similarly inserted between ceramics and metal, and the solder is heated and bonded. If the atmosphere during bonding is high temperature,
It is carried out in an inert, reducing atmosphere or vacuum to prevent overoxidation of the sealing metal. Oxide solders are classified according to whether they are amorphous or crystalline after bonding, but CaO
―Al 2 O 3 ―MgO―B 2 O 3 system, CaO―Al 2 O 3 ―MgO
- Examples include SiO 2 series. Bonding using these solders is ideal for metallizing plate-shaped ceramics. Note that FIG. 2 shows an elemental analysis diagram obtained by analyzing by XMA a state in which Nb is deposited and bonded to alumina via oxide solder.

以下本発明の一実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.

第3図aに示すようにセラミツクパイプ1、ま
たは第3図bに示すようにセラミツク板2、また
は第3図cに示すようにセラミツク棒3の両端に
それぞれ金属リード5を白金ペーストあるいは予
め金属合金、金属酸化物をセラミツクスへメタラ
イズした後形成されるメツキ層あるいはロー材を
介して強固に接合する。この場合、セラミツクス
材料は、第4図に示すように、抵抗体10を強固
につけるための予備の処理としてメタライジング
処理があるため、このメタライジング材料8との
膨張係数のほぼ近い濡れ性の良いものを条件に選
択される。ここではセラミツクス材料としてアル
ミナを用いた。アルミナの膨張係数は7.7×10-6
(1/℃)である。メタライジング材料8はMo
―Mnを有機バインダに混合してペイント状に
し、これをセラミツクスの表面に塗布し水素ガス
あるいは不活性ガスあるいはこれらの混合ガス中
で1000〜1500℃の温度でメタライジングして形成
される。メタライジング時の加湿フオーミングガ
ス中においてメタライジング層中のMnの一部は
MnOとなる。このMnOはアルミナ中のガラス相
と接触しその中に溶け込み、メタライジング層の
空隙部に入つてアルミナとメタライジング層が接
合する。MnOはAl2O3と反応し中間層MnO・
Al2O3が形成される。さらに抵抗体はNiをメツキ
することにより形成される。あるいはCuローを
着膜して形成される。NiやCuはメツキ後の加熱
処理時あるいはCuロー付時の加熱において残存
している、メタライジング層の空隙部に入り込み
Mo,Mnと相互拡散して完全な接合となる。Ni
は抵抗体とし温度係数が6700ppm/℃であり高感
度を得ることができる。
Metal leads 5 are attached to both ends of a ceramic pipe 1 as shown in FIG. 3a, a ceramic plate 2 as shown in FIG. 3b, or a ceramic rod 3 as shown in FIG. After metallizing alloys and metal oxides to ceramics, they are firmly bonded through a plating layer or brazing material. In this case, as shown in FIG. 4, the ceramic material is metallized as a preliminary treatment to firmly attach the resistor 10, so the ceramic material has a wettability similar to that of the metallized material 8 in terms of expansion coefficient. Selected based on quality. Here, alumina was used as the ceramic material. The expansion coefficient of alumina is 7.7×10 -6
(1/°C). Metallizing material 8 is Mo
- It is formed by mixing Mn with an organic binder to form a paint, applying this to the surface of ceramics, and metallizing it at a temperature of 1000 to 1500°C in hydrogen gas, inert gas, or a mixture of these gases. In the humidified forming gas during metallizing, some of the Mn in the metallizing layer is
It becomes MnO. This MnO comes into contact with the glass phase in the alumina, dissolves therein, enters the voids in the metallizing layer, and joins the alumina and the metallizing layer. MnO reacts with Al 2 O 3 to form an intermediate layer MnO・
Al 2 O 3 is formed. Furthermore, the resistor is formed by plating with Ni. Alternatively, it is formed by depositing a Cu film. Ni and Cu enter the voids in the metallizing layer that remain during heat treatment after plating or during Cu brazing.
It interdiffuses with Mo and Mn to form a perfect bond. Ni
is a resistor and has a temperature coefficient of 6700 ppm/°C, making it possible to obtain high sensitivity.

ここでメタライズとして酸化銅法による場合を
説明する。CuO94.2%,Al2O35.8%の組成の粉末
を混合し、空気中において1250℃30分間加熱して
冷却後微粉砕する。これを噴霧または浸漬法など
でセラミツクス表面に塗布する。そして塗布物質
の融点1190℃以上に加熱し、次に還元雰囲気中で
約1000℃に加熱して銅をメタライジングする。金
属ソルダ法では活性金属TiやNiあるいはCuを予
めセラミツクスに蒸着により形成し、これに抵抗
体とするNi、あるいはCCuのシートをあてて不
活性ガス中例えばArガス1000〜1500℃で加熱し
て接合する。
Here, the case where copper oxide method is used as metallization will be explained. Powders with a composition of 94.2% CuO and 5.8% Al 2 O 3 are mixed, heated in air at 1250°C for 30 minutes, cooled, and then pulverized. This is applied to the ceramic surface by spraying or dipping. The copper is then metallized by heating to a melting point of 1190° C. or above of the coating material, and then to about 1000° C. in a reducing atmosphere. In the metal soldering method, active metals Ti, Ni, or Cu are formed on ceramics by vapor deposition in advance, and a sheet of Ni or CCu as a resistor is applied to this and heated at 1000 to 1500°C in an inert gas, such as Ar gas. Join.

酸化物ソルダ法ではたとえばCaO―Al2O3
MgO系、CaO―Al2O3―MgO―SiO系などの酸化
物ソルダを高耐熱性結晶質ソルダとして用いる
が、これらのソルダをセラミツクスと金属との間
に直接入れて加熱処理して接合する。シート状の
場合にはこのような方法は比較的簡単であるが、
円筒状や棒状の外周をメタライズする場合にはメ
タライズ材料を予め蒸着あるいはスパツタなどに
より着膜しておく方法をとる。
In the oxide soldering method, for example, CaO―Al 2 O 3
Oxide solders such as MgO-based and CaO-Al 2 O 3 -MgO-SiO-based are used as highly heat-resistant crystalline solders, and these solders are placed directly between ceramics and metal and heat-treated to bond them. . This method is relatively simple in the case of sheets, but
When metalizing the outer periphery of a cylinder or rod, a method is used in which a metallizing material is deposited in advance by vapor deposition or sputtering.

メタライズの方法としては、前述のようにセラ
ミツクス表面を予め清浄処理した後、真空中で加
熱し、蒸着、スパツタ、イオンプレーテングなど
により着膜メタライズ層する方法、溶射による方
法などがある。
Examples of metallizing methods include cleaning the ceramic surface in advance as described above, heating it in a vacuum, and depositing a metallized layer by vapor deposition, sputtering, ion plating, etc., and thermal spraying.

このようなセラミツクスのメタライズ後抵抗体
接合を行ない、レーザなどによる抵抗トリミング
して、抵抗体表面には、継時変化防止のためのガ
ラスのコーテイング15をほどこす。
After metallizing such ceramics, the resistor is bonded, the resistor is trimmed by a laser or the like, and a glass coating 15 is applied to the surface of the resistor to prevent deterioration over time.

上述した実施例によれば次の効果が得られる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

(1) セラミツクスにメタライズ層を介して抵抗体
を接合できるので、接合強度が向上し、自己加
熱300℃、ON4sec、OFF4sec冷熱サイクルテ
ストにも十分耐え、継時変化が少なく精度のよ
い流量センサエレメントが得られる。第5図は
このような効果を立証する実験データであり、
白丸を結ぶメタライズ品は黒丸を結ぶメタライ
ズなしの品と比較して、極めて顕著な精度向上
を図ることができ、流量8〜320Kg/H(1〜40
m/s)の範囲において継時変化は±3%以下
におさえることができる。
(1) Since the resistor can be bonded to ceramics through a metallized layer, the bonding strength is improved, and the flow sensor element has high accuracy and withstands self-heating to 300℃, ON4sec, OFF4sec thermal cycle tests, and has little change over time. is obtained. Figure 5 shows experimental data that proves this effect.
The metallized product that connects the white circles has a significantly improved accuracy compared to the non-metalized product that connects the black circles, and has a flow rate of 8 to 320 kg/h (1 to 40 kg/h).
m/s), the change over time can be suppressed to ±3% or less.

(2) 抵抗体材料としてCu,Niなどの安価な材料
が使用可能となり、コスト低減を計ることがで
きる。
(2) Inexpensive materials such as Cu and Ni can be used as resistor materials, reducing costs.

(3) 抵抗体として、温度係数のもつとも大きい
6700ppm/℃Ni材料を選択できるので、流量
計としての感度を向上せしめることができる。
(3) As a resistor, it has a very large temperature coefficient.
6700ppm/℃Ni material can be selected, improving the sensitivity of the flowmeter.

(4) 既製の設備で十分加工ができ、生産性の向上
が計れる。
(4) It can be processed sufficiently using ready-made equipment, and productivity can be improved.

以上述べたことから明らかなように、本発明に
よる熱線式流量計用発熱抵抗体によれば、加工工
数が少なく、また安価で、流量センサエレメント
として継時変化が少なく、振動などの機械的外力
に対して十分耐え得るようになる。
As is clear from the above description, the heating resistor for a hot-wire flowmeter according to the present invention requires fewer processing steps, is inexpensive, has little change over time as a flow sensor element, and is not susceptible to mechanical external forces such as vibrations. be able to withstand enough.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はTi―Niソルダを用いてアルミナにNi
をつけた状態でXMAで分析した元素分析図、第
2図は酸化物ソルダを介してアルミナにNbを着
膜接合した状態をXMAで分析した元素分析図、
第3図a,b,cは本発明の実施例を示す構成図
で各流量センサエレメントの断面図、第4図は流
量センサエレメントの着膜接合状態を示す断面拡
大図、第5図は流量センサエレメントの継時変化
を示すグラフである。 1……セラミツクパイプ、2……セラミツク
板、3……セラミツク棒、5……金属リード、1
0……抵抗体、8……メタライジング材料、15
……ガラスコート。
Figure 1 shows Ni solder applied to alumina using Ti-Ni solder.
Figure 2 is an elemental analysis diagram analyzed by XMA with Nb bonded to alumina via oxide solder.
Figures 3a, b, and c are configuration diagrams showing embodiments of the present invention, and are cross-sectional views of each flow rate sensor element. Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing the state of film bonding of the flow rate sensor element. Figure 5 is a flow rate sensor element. It is a graph showing a change in a sensor element over time. 1... Ceramic pipe, 2... Ceramic plate, 3... Ceramic rod, 5... Metal lead, 1
0...Resistor, 8...Metallizing material, 15
...Glass coat.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 両端にリードが固定されたセラミツクの外周
表面にレーザトリミングされた抵抗体を形成して
なり、流量計のセンサエレメントとして用いる発
熱抵抗体の構成において、前記セラミツクの外周
表面にNiまたはCuからなる抵抗体を、Mo―Mn
からなるメタライズ層を介在させて形成せしめて
なることを特徴とする熱線式流量計用発熱抵抗
体。
1. In the configuration of a heating resistor that is formed by forming a laser-trimmed resistor on the outer peripheral surface of a ceramic with leads fixed at both ends and used as a sensor element of a flowmeter, the outer peripheral surface of the ceramic is made of Ni or Cu. The resistor is made of Mo―Mn
A heating resistor for a hot wire flowmeter, characterized in that it is formed with a metallized layer interposed therebetween.
JP56153645A 1981-09-30 1981-09-30 Heating resistor for hot wire type flowmeter Granted JPS5855762A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3604202C2 (en) * 1985-02-14 1997-01-09 Nippon Denso Co Directly heated flow measuring device
JPS61263402A (en) * 1985-05-16 1986-11-21 モリト株式会社 Production of rubber shoes sole
US5020214A (en) * 1987-09-30 1991-06-04 Hitachi, Ltd. Method of manufacturing a hot wire air flow meter
DE3937783A1 (en) * 1989-11-14 1991-05-16 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt SENSOR FOR DETERMINING THE MASS CURRENT-DETERMINED TEMPERATURE
JPH05207903A (en) * 1992-10-21 1993-08-20 Achilles Corp Production of injection molded shoe sole

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5941283B2 (en) * 1979-10-18 1984-10-05 松下電器産業株式会社 Electronic component manufacturing method
JPS5845163B2 (en) * 1979-11-15 1983-10-07 松下電器産業株式会社 How to make resistors

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